混凝土配合比PPT课件
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5
混凝土拌合物的配合比设计
1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0
粗骨料
细骨料
水泥
水
每立方米混凝土中的材料用量范围
低等级 普通 高等级
6
1）拌合物的工作度 (Workability of mixture)
施工工艺
坍落度(mm)
Construction technics
fcu.0 ≥ fcu.k + 1.645σ
式中：
fcu.0— 混凝土配制强度 fcu.k— 设计混凝土立方体抗压强度标准值； σ —— 混凝土强度标准差（MPa）
标准差按照混凝土搅拌站的 实际生产控制水平而定。12
3）耐久性（以防波堤为例）
环境条件 钢筋混凝土与预应力混凝土 素混凝土
大气区
量
最大水灰比（水胶比）、最小水泥用
浪溅区
含气量、抗氯离子扩散能力
水位变动区
13
3.7.2 配合比设计的基本内 容
得出生产每立方米混凝土所需要的 各组分材料用量 。
普通混凝土比重约 2400Kg/m3；各 组分相互制约：改变一种组分材料的用 量时，其他组份也相应变化。
14
控制参数：
拌合物的用水量与水泥用量之比——水灰比 水泥浆体与骨料用量之比——浆骨比 砂用量/砂石骨料用量之比——砂率 矿物掺合料、外加剂的使用
2.40 2.60 2.80
3.00
10
0.50 0.48 0.46
0.44
12.5
0.59 0.57 0.55
0.53
20
0.66 0.64 0.62
0.60
25
0.71 0.69 0.67
0.65
40
0.75 0.73 0.71
0.69
50
0.78 0.76 0.74
0.72
80
0.82 0.80 0.78
构件最小断面尺寸（小于1/4）； 钢筋最小间距（不大于3/4）； 泵管直径； 路面平整度；抗冲击、疲劳强度 经济
17
步骤三：估计用水量和含气量
Step 3: Estimation of mixing water and air content
工作度一定时，用水量取决石子最大 粒径、粒形和级配 （表3.9）
8
立方体抗压强度标准值：指用标准试验方法 测得的强度总体分布中具有不低于95%保证 率的立方体试件抗压强度。
按照国家标准规定，制作边长为150mm的立 方体试件，在标准条件（20±3℃，相对湿度 90%以上）养护到28d龄期，用标准试验方 法测得的抗压强度为立方体试件抗压强度。
9
混凝土试件的尺寸效应
掺减水剂时，用水量 = W0（1-β） W0为未掺外加剂时的用水量； β为外加剂减水率 。
掺矿物掺合料时，需要相应增减用水量 。
含气量根据骨料最大粒径决定。（表3.10） 18
步骤四：选择水灰比/水胶比
Selection of water/cement ratio or w/cm
f f cu.k = A • ce ( C/W –
1 0∶1
10
15.65
Slum碾p压混凝土
0
路面混凝土 50
30 ~
泵送混凝土 200
自密实混凝土
100 ~ > 240 7
2) 混凝土强度等级
混凝土强度等级采用符号“C”与立方体抗压强 度标准值表示。
现行规范规定，C10～C80，共分14个等级。已 有C100的工程实践。
混凝土强度等级是结构设计时强度计算取 值的依据。
在满足工作度要求的前提下，单位体积混 凝土里的粗骨料体积，主要取决其最大粒径 (Dmax)和砂子的细度模数。
以干燥、捣实粗骨料的单位重（堆积密度） 为基准，来确定单位体积混凝土最大粗骨料的用 量，是十分经济的。
24
单位体积混凝土的粗骨料体积
Dmax
(mm)
对于不同细度模数砂子的 单位体积混凝土中干捣实粗骨料的体积
15
3.7.3 配合比设计步骤
Procedures
步骤一：选择适宜的工作度（坍落度 ） Step 1: Choice of slump
根据工程所用施工工艺、配筋 密集程度和捣实条件选择。
16
步骤二：选择石子最大粒径
Step 2: Choice of maximum size of aggregate (Dmax）
水灰比（水胶比）与用水量一经确定，水泥 或胶凝材料用量就可计算得知。
如计算所得水泥或胶凝材料用量小于从耐久 性要求规定的最低水泥或胶凝材料用量时，应 选后者。
22
步骤六： 选择砂率
• 根据粗骨料品种、最大粒径、水灰比和 砂子的细度模数选取（表3.11）
23
步骤六：估算粗骨料用量
Estimation of coarse-aggregate content
0.76
150
0.87 0.85 0.83
0.81
注：上表根据大量钢筋混凝土工程施工工作度合适的经验所得，当 需要的工作度较小，例如路面工程，还可以增大最多到10％；25 泵送 混凝土可减小最多到10％。
碎石捣实密度实验结果
序号 石子配料比 容器容积 质量 捣实堆积密度
5-10∶10-20mm
（L） （Kg） （Kg/m3）
f B )cu.k——混凝土配制强度 fce —— 水泥强度等级
C/W——灰水比
A,B —— 系数：碎石—A=0.46;
B=0.07 19
• 是否水灰比（W/C）越小，配制混 凝土强度就越高？为什么？
20
21
步骤五：计算水泥或胶凝材料用量
Step 5:Calculation of cement/cementitious materials content
试件尺寸(mm)
150 100
10
15
0
0
强度值× 0.95
10
材料的变异性
样 为保证95％以上的
本 数 或
强度值高于标准值， 配制凝土强度值按正态分布。
标准差：
n
( fcu,i f )2
i 1
n 1
11
配制强度
对于正态分布函数，保证率等 于95％时，概率度等于1.645。
§3.7 混凝土拌合物的配合比设计 Proportioning Concrete Mixtures
1
3.7.1 配合比设计的意义和目的
Significance and Objectives of Proportioning
配合比设计——确定制备混凝土各组分材料之间 比例的过程。
目的一：获得基本性能，包括拌合物的工作度、 硬化后在规定龄期的强度和耐久性符合要求的混 凝土 目的二： 尽可能地经济。
混凝土拌合物的配合比设计
1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0
粗骨料
细骨料
水泥
水
每立方米混凝土中的材料用量范围
低等级 普通 高等级
6
1）拌合物的工作度 (Workability of mixture)
施工工艺
坍落度(mm)
Construction technics
fcu.0 ≥ fcu.k + 1.645σ
式中：
fcu.0— 混凝土配制强度 fcu.k— 设计混凝土立方体抗压强度标准值； σ —— 混凝土强度标准差（MPa）
标准差按照混凝土搅拌站的 实际生产控制水平而定。12
3）耐久性（以防波堤为例）
环境条件 钢筋混凝土与预应力混凝土 素混凝土
大气区
量
最大水灰比（水胶比）、最小水泥用
浪溅区
含气量、抗氯离子扩散能力
水位变动区
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3.7.2 配合比设计的基本内 容
得出生产每立方米混凝土所需要的 各组分材料用量 。
普通混凝土比重约 2400Kg/m3；各 组分相互制约：改变一种组分材料的用 量时，其他组份也相应变化。
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控制参数：
拌合物的用水量与水泥用量之比——水灰比 水泥浆体与骨料用量之比——浆骨比 砂用量/砂石骨料用量之比——砂率 矿物掺合料、外加剂的使用
2.40 2.60 2.80
3.00
10
0.50 0.48 0.46
0.44
12.5
0.59 0.57 0.55
0.53
20
0.66 0.64 0.62
0.60
25
0.71 0.69 0.67
0.65
40
0.75 0.73 0.71
0.69
50
0.78 0.76 0.74
0.72
80
0.82 0.80 0.78
构件最小断面尺寸（小于1/4）； 钢筋最小间距（不大于3/4）； 泵管直径； 路面平整度；抗冲击、疲劳强度 经济
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步骤三：估计用水量和含气量
Step 3: Estimation of mixing water and air content
工作度一定时，用水量取决石子最大 粒径、粒形和级配 （表3.9）
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立方体抗压强度标准值：指用标准试验方法 测得的强度总体分布中具有不低于95%保证 率的立方体试件抗压强度。
按照国家标准规定，制作边长为150mm的立 方体试件，在标准条件（20±3℃，相对湿度 90%以上）养护到28d龄期，用标准试验方 法测得的抗压强度为立方体试件抗压强度。
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混凝土试件的尺寸效应
掺减水剂时，用水量 = W0（1-β） W0为未掺外加剂时的用水量； β为外加剂减水率 。
掺矿物掺合料时，需要相应增减用水量 。
含气量根据骨料最大粒径决定。（表3.10） 18
步骤四：选择水灰比/水胶比
Selection of water/cement ratio or w/cm
f f cu.k = A • ce ( C/W –
1 0∶1
10
15.65
Slum碾p压混凝土
0
路面混凝土 50
30 ~
泵送混凝土 200
自密实混凝土
100 ~ > 240 7
2) 混凝土强度等级
混凝土强度等级采用符号“C”与立方体抗压强 度标准值表示。
现行规范规定，C10～C80，共分14个等级。已 有C100的工程实践。
混凝土强度等级是结构设计时强度计算取 值的依据。
在满足工作度要求的前提下，单位体积混 凝土里的粗骨料体积，主要取决其最大粒径 (Dmax)和砂子的细度模数。
以干燥、捣实粗骨料的单位重（堆积密度） 为基准，来确定单位体积混凝土最大粗骨料的用 量，是十分经济的。
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单位体积混凝土的粗骨料体积
Dmax
(mm)
对于不同细度模数砂子的 单位体积混凝土中干捣实粗骨料的体积
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3.7.3 配合比设计步骤
Procedures
步骤一：选择适宜的工作度（坍落度 ） Step 1: Choice of slump
根据工程所用施工工艺、配筋 密集程度和捣实条件选择。
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步骤二：选择石子最大粒径
Step 2: Choice of maximum size of aggregate (Dmax）
水灰比（水胶比）与用水量一经确定，水泥 或胶凝材料用量就可计算得知。
如计算所得水泥或胶凝材料用量小于从耐久 性要求规定的最低水泥或胶凝材料用量时，应 选后者。
22
步骤六： 选择砂率
• 根据粗骨料品种、最大粒径、水灰比和 砂子的细度模数选取（表3.11）
23
步骤六：估算粗骨料用量
Estimation of coarse-aggregate content
0.76
150
0.87 0.85 0.83
0.81
注：上表根据大量钢筋混凝土工程施工工作度合适的经验所得，当 需要的工作度较小，例如路面工程，还可以增大最多到10％；25 泵送 混凝土可减小最多到10％。
碎石捣实密度实验结果
序号 石子配料比 容器容积 质量 捣实堆积密度
5-10∶10-20mm
（L） （Kg） （Kg/m3）
f B )cu.k——混凝土配制强度 fce —— 水泥强度等级
C/W——灰水比
A,B —— 系数：碎石—A=0.46;
B=0.07 19
• 是否水灰比（W/C）越小，配制混 凝土强度就越高？为什么？
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步骤五：计算水泥或胶凝材料用量
Step 5:Calculation of cement/cementitious materials content
试件尺寸(mm)
150 100
10
15
0
0
强度值× 0.95
10
材料的变异性
样 为保证95％以上的
本 数 或
强度值高于标准值， 配制凝土强度值按正态分布。
标准差：
n
( fcu,i f )2
i 1
n 1
11
配制强度
对于正态分布函数，保证率等 于95％时，概率度等于1.645。
§3.7 混凝土拌合物的配合比设计 Proportioning Concrete Mixtures
1
3.7.1 配合比设计的意义和目的
Significance and Objectives of Proportioning
配合比设计——确定制备混凝土各组分材料之间 比例的过程。
目的一：获得基本性能，包括拌合物的工作度、 硬化后在规定龄期的强度和耐久性符合要求的混 凝土 目的二： 尽可能地经济。